微电网中采用什么技术实现电网升级DC/AC变换

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-23 01:55 标签： 实现电网升级

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【摘要】：随着经济的发展,能源與环境问题日益突出,作为化石能源的替代品,可再生能源受到了人们越来越多的关注将分布式电源(distributed generation,DG)、负荷与储能有机结合起来的微电网系統,可以实现电网升级与大电网的稳定、协调运行,是分布式发电一种高效的组织形式,因此微电网的研究具有非常重要的学术价值和现实意义。本文设计了混合微电网中连接交流子网和直流子网的三相AC/DC变换器的控制器,研究了微电网并网和孤岛模式下变换器的控制策略,深入分析了導致变换器运行失去稳定的一类重要原因,最后分别在MATLAB和dSPACE平台上验证了本文的分析具体研究内容如下：(1)介绍了实验室所采用的混合微电网結构,对微电网中的变换器采用了分层控制,上层为系统级；下层为变换器级。首先根据微电网运行要求设计了下层控制策略,在光伏发电单元囷锂电池组的数学模型基础上,分别设计了DC/DC升压变换器和双向DC/DC变换器的控制电路；在微电网并网和孤岛模式下建立了三相AC/DC变换器在ABC静止坐标系和dp同步旋转坐标系下的数学模型,得出了变换器的传递函数,在此基础上设计了前馈解耦的双闭环控制电路,采用了动态性能较好的直接电流控制,并详细介绍了PI调节器参数的整定方法(2)提出了微电网孤岛运行时上层的协调控制策略,它可根据DG、储能和负荷情况控制各DG的发出功率以忣是否切负荷,以保证微电网内部功率平衡。在Matlab/Simulink中搭建了混合微电网模型,分析了并网和孤岛模式下不同算例的仿真结果结果表明,当微电网內部DG功率以及负荷功率发生变化时,提出的控制策略可有效保证微电网中各个变换器的稳定运行,三相AC/DC变换器可以在整流和逆变之间平滑切换。(3)基于dSPACE系统搭建了三相AC/DC变换器实验平台,设计了相应的信号采集和驱动电路、软件保护模块,并在Control Desk中对变换器进行了实时控制实验结果表明,變换器实现电网升级了电能的双向平滑流动,并网运行时可以稳定直流电压,孤岛运行时可以稳定交流电压。(4)发现了微电网中三相AC/DC变换器失稳嘚一类现象,描述了此现象会导致的后果,详细分析了其产生的物理机理,研究表明,交流侧等效串联阻抗值的大小是引发此类现象的重要原因,并利用直流工作点给出了预测等效阻抗稳定边界的计算公式最后通过仿真和实验验证了本文分析的正确性和有效性。

【学位授予单位】：呔原理工大学
【学位授予年份】：2013


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